太陽能技術在汽車新能源領域的應用

馮茹、邱潔

（長春汽車工業高等專科學校 130000)

0 引言

汽車行業的發展給廣大人民群眾的生產生活帶來了翻天覆地變化的同時，也在一定程度上引發了環境問題，這一問題自汽車誕生之日起就引起了世界各國的高度關注。如何減輕汽車尾氣排放的二氧化碳所導致溫室效應，實現環境保護，促進人類可持續發展，是我們必須要考慮的問題。而太陽能作為一種清潔的可再生能源是我們解決這一問題，實現汽車行業發展范圍擴大化最為有效的舉措[1]。

1 太陽能在汽車領域運用的優點

早在20世紀，人們就開始了對太陽能的研究。然而受到技術條件偏低等諸多因素的影響，沒能夠將太陽能技術應用到汽車領域中。但隨著社會的發展，技術條件水平的提升，人們開始加強對太陽能在汽車領域應用的研究工作，并取得了一定的成績。

筆者通過長期的研究與實踐后認為，將太陽能技術應用到汽車新能源領域當中擁有諸多優勢，比如節約資源。眾所周知，在汽車領域中所使用的能源大多數為不可再生資源，而太陽能在汽車領域中的應用可以有效減少不可再生資源的使用。

太陽能汽車可以在白天吸取太陽光，并通過相關技術將其轉化為電能，進而實現汽車的驅動，實現資源的可持續運用。太陽能汽車的操作也更加方便和快捷，對于驅動汽車的主體沒有過度限制，極大擴展了汽車的應用范圍[2]。

2 當前太陽能在汽車新能源領域的應用

2.1 太陽能作為第一驅動力驅動汽車

與傳統的汽車相比，太陽能汽車在運行原理上有其自身獨有的特點，在太陽能汽車上是沒有發動機的。該種車輛是由電池板、儲電器及電機組成，通過車體外表的太陽電池板收集太陽能，并通過一系列措施，將太陽能轉化為電能，再通過消耗電能來實現汽車的行駛。而汽車的行駛速度則可以通過電能消耗的快慢來實現，駕駛員只要控制輸入電機的電流就可以控制車輛的行駛速度。

筆者通過對市面上現有的太陽能汽車進行研究發現，現階段太陽能汽車的最高車速能達到100 km/h以上，而在沒有太陽光或太陽光不充足的時候為100 km/h左右。

還有一種概念上的太陽能汽車，這種汽車與傳統的太陽能汽車并不完全相同，這類汽車的車體上并沒有安裝相應的光伏電池板，而是將蓄電池安裝在車輛上。這種配置儲蓄電池的太陽能汽車與現有的車輛在外形上非常相似，并不會給人另類的感覺。但值得注意的是，這種車最大缺點就是必須經常到太陽能電站去充電，在一定程度上阻礙了這種汽車的應用[3]。

2.2 太陽能和其他能量混合驅動汽車

太陽能之所以沒有實現廣泛的應用，主要原因在于太陽能有以下幾個缺點：一是它的輻射強度相對較弱，收集不方便；二是光伏電池板造價非常昂貴，而且難以實現對太陽能有效存儲。這些因素導致了太陽能在現階段應用在汽車方面受到了很大的阻礙。

正因如此筆者認為，可以采用太陽能和其他能量相結合的方式，實現混合驅動汽車的研究。這種利用太陽能與其他能源結合的混合驅動汽車，與傳統汽車在外觀上并沒有特別大的差別，區別僅在于在車輛表面加裝了部分太陽能吸收裝置，例如在車頂上安裝了電池板。

這種混合式驅動模式給汽車帶來了諸多方便和好處：這種混合驅動形式有效的減輕了整車質量；由于有汽油發動機驅動，因此蓄電池不用存儲太多的電量，其電量的容量只要滿足一天使用即可；這種混合驅動形式的太陽能汽車在大多數城市都可以實現低速行駛，對于區域的要求并不特別嚴格，有效降低了城市污染[4]。

2.3 汽車輔助能源

傳統燃油汽車的功率一般在幾十千瓦左右，而太陽輻射功率最多為1 kW/m2，目前的光電轉換效率小于30%。因此，想要全部應用太陽能來實現汽車的驅動，就需要有幾十平米的接收面積來實現太陽能的儲存，但對于現階段的技術條件和經濟條件來說，很難實現。

但我們可以將太陽能作為傳統汽車的輔助動力，以此來有效減少不可再生資源的消耗，進一步提高汽車的電氣化程度，避免電量的過度消耗。例如，將太陽能作為輔助充電能源，通過在車里安裝太陽能電池的方式，為轎車提供電量，進而達到節約電能，保護環境的目的。

2.4 用于驅動風扇和汽車空調等系統

汽車在陽光下停放的時間較多，而長時間在陽光下停放，勢必會導致汽車內溫度上升。這是因為車體變成了收集太陽能的溫室，從而造成車內溫度升高，使車內的有害物質變多，破壞了車內固有的空氣質量。如果在車內安裝一定數量的太陽能裝置，例如我們常見的太陽能風扇等，一方面可以有效避免車輛停放過程中可能出現的高溫問題；另一方面也能提高車輛內部的空氣質量[5]。

在汽車天窗玻璃下方，我們可以設定一些太陽能電池板，將太陽能電池板與設置的控制單元輸入端緊密聯系在一起，輸入端還要與溫度傳感器連接在一起，有效調節車內溫度，保證車輛溫度控制在一定的范圍內。玻璃下方的太陽能電池可以隨時吸收太陽能，并通過控制單元對蓄電池進行充電，這樣可以確保蓄電池一直處于電能充足的狀態，不僅如此，這種方式還可以有效延長蓄電池的壽命。

安裝太陽能天窗給我們帶來了諸多好處，但最為直接的好處就在于夏季高溫天氣里，即使車輛停車熄火，也能調整車內溫度，避免由于熄火而導致車內溫度升高。依靠設置在天窗內部的太陽能電池板，我們可以大量的吸收陽光，進而將其轉化為電力，通過控制系統來實現車內溫度的調控，將冷空氣引入到車內，實現溫度的降低。

根據資料顯示，與沒有通風降溫的車型相比，安裝了太陽能天窗的汽車駕駛室內的溫度最高可以降低20℃。利用太陽能供電節能降溫，十分有效地減少了汽車內因熱所產生的“孤島”效應。

3 結束語

總而言之，隨著社會的發展，太陽能在汽車新能源領域中的應用范圍將越來越廣泛，在給我們帶來方便的同時，極大的實現了環境保護這一目的。因此應當采取有效措施，切實加強太陽能在新能源汽車領域中的應用。

當然，我們也應當充分認識到太陽能汽車在汽車新能源領域中的應用并不是一蹴而就的，它是一個系統的、長期的過程，在應用過程中會面臨諸多問題，這些問題的存在需要我們樹立堅定的意識，不斷進行科研創新，只有這樣才能夠將太陽能技術更好的應用，在汽車新能源領域中為廣大群眾提供方便。